Nghiên Cứu Thành Phần Nấm Ký Sinh Côn Trùng Có Trong Đất Một Số Loại Rừng Trồng Tại Tỉnh Thái Nguyên

1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------

-------------

PHẠM THỊ DIỆU

“NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN NẤM KÝ SINH CÔN
TRÙNG CÓ TRONG ĐẤT MỘT SỐ LOẠI RỪNG TRỒNG
TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN”

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - 2010


2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------

-------------

PHẠM THỊ DIỆU

“NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN NẤM KÝ SINH CÔN
TRÙNG CÓ TRONG ĐẤT MỘT SỐ LOẠI RỪNG TRỒNG
TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN”

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Phạm Quang Thu

Thái Nguyên - 2010


3

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................... 10
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới................................................................. 10
1.1.1. Nghiên cứu về thành phần, phân loại .......................................................... 10
1.1.2. Nghiên cứu về ứng dụng............................................................................. 14
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước................................................................... 17
1.2.1. Nghiên cứu về thành phần, phân loại .......................................................... 17
1.2.2. Nghiên cứu về ứng dụng............................................................................. 18
1.3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu................................ 22
1.3.1. Điều kiện tự nhiên ...................................................................................... 22
1.3.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 22
1.3.1.2. Ðịa hình, địa thế ...................................................................................... 23

1.3.1.3. Khí hậu, thuỷ văn .................................................................................... 23
1.3.1.4. Địa chất, thổ nhưỡng ............................................................................... 25
1.3.1.5. Hiện trạng đất đai và tài nguyên rừng ...................................................... 26
1.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ........................................................................... 27
1.3.2.1. Dân tộc, dân số và lao động ..................................................................... 27
1.3.2.2. Giáo dục, y tế .......................................................................................... 27
1.3.2.3. Cơ sở hạ tầng........................................................................................... 28
Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 30
2.1. Mục tiêu ........................................................................................................ 30
2.2. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 30
2.3. Giới hạn nghiên cứu ...................................................................................... 30
2.4. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 30
2.4.1. Phân lập các loài nấm có trong đất rừng trồng ............................................ 30
2.4.2. Tuyển chọn chủng nấm có hiệu lực ký sinh côn trùng cao .......................... 30
2.4.3. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và sinh thái của chủng nấm có hiệu
lực cao.................................................................................................................. 31
2.4.4. Đề xuất các giải pháp áp dụng nấm ký sinh côn trùng trong phòng trừ sâu
hại rừng trồng....................................................................................................... 31
2.5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 31
2.5.1. Điều tra thành phần, mật độ các loại nấm có trong đất................................ 31
2.5.2. Tuyển chọn chủng nấm có hiệu lực ký sinh cao.......................................... 33
2.5.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học và sinh thái học của chủng nấm được tuyển
chọn ..................................................................................................................... 35


4

2.5.4. Phương pháp đề xuất các giải pháp ứng dụng trong phòng trừ côn trùng
gây hại rừng ......................................................................................................... 37
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ............................................ 38

3.1. Phân lập các loài nấm có có trong đất rừng trồng .......................................... 38
3.2. Kết quả tuyển chọn và đặc điểm phân bố chủng nấm có khả năng ký sinh
côn trùng .............................................................................................................. 45
3.2.1. Kết quả tuyển chọn các chủng có hiệu lực cao............................................ 45
3.2.2. Đặc điểm hình thái, giải phẫu và định loại của các chủng có hiệu lực diệt
sâu cao ................................................................................................................. 52
3.2.2.1. Chủng K12 .............................................................................................. 52
3.2.2.2. Chủng K15 .............................................................................................. 53
3.2.2.3. Chủng K22 .............................................................................................. 54
3.2.2.4. Chủng K29 .............................................................................................. 55
3.2.2.5. Chủng K39 .............................................................................................. 56
3.2.2.6. Chủng K45 .............................................................................................. 57
3.2.2.7. Chủng K46 .............................................................................................. 58
3.2.2.8. Chủng K49 .............................................................................................. 59
3.2.3. Mật độ của các chủng nấm ký sinh côn trùng có trong đất.......................... 59
3.2.4. Tần suất của các chủng nấm ký sinh côn trùng ........................................... 63
3.2.5. Đánh giá độ đa dạng của các chủng nấm ký sinh côn trùng ........................ 64
3.3. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và sinh thái của chủng nấm K22 ........ 67
3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ nảy mầm của bào tử nấm ............................. 67
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ nảy mầm của bào tử nấm........................ 68
3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của hệ sợi nấm............................ 69
3.3.4. Ảnh hưởng của ẩm độ không khí đến sinh trưởng của hệ sợi nấm .............. 71
3.3.5. Ảnh hưởng của độ pH môi trường đến sinh trưởng của hệ sợi nấm ............ 73
3.4. Các giải pháp ứng dụng trong phòng trừ côn trùng gây hại rừng ................... 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 80


5

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Mẫu nấm xuất hiện sau khi phân lập 10 ngày ....................................38
Hình 3.2. Thí nghiệm phun bào tử nấm trên sâu cuốn lá cây Dó bầu .................46
Hình 3.3. Nấm phát triển trên vật chủ................................................................51
Hình 3.4. Nấm và bào tử chủng nấm K12..........................................................53
Hình 3.5. Nấm và bào tử chủng nấm K15..........................................................54
Hình 3.6. Nấm và bào tử nấm K22 ....................................................................55
Hình 3.7. Nấm và bào tử nấm K29 ....................................................................56
Hình 3.8. Nấm và bào tử nấm K39 ....................................................................56
Hình 3.9. Nấm và bào tử nấm K45 ....................................................................57
Hình 3.10. Nấm và bào tử nấm K46 ..................................................................58
Hình 3.11. Nấm và bào tử nấm K49 ..................................................................59
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của hệ sợi nấm .................71
Hình 3.13. Sinh trưởng của hệ sợi nấm ở ẩm độ 70%........................................72
Hình 3.14. Ảnh hưởng của độ pH đến sinh trưởng của hệ sợi nấm ....................74


6

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Các chủng nấm phân lập được từ đất.................................................39
Bảng 3.2. Các chủng nấm ký sinh côn trùng có hiệu lực cao .............................47
Bảng 3.3. Mật độ tế bào các chủng nấm ký sinh côn trùng ................................60
Bảng 3.4. Tần suất xuất hiện của các chủng nấm ký sinh côn trùng...................64
Bảng 3.5. Độ đa dạng của các chủng nấm ký sinh côn trùng ở 2 loại rừng ........65
Bảng 3.6. Độ đa dạng của các chủng nấm ký sinh côn trùng trong đất rừng ......66
Bảng 3.7. Tỷ lệ nảy mầm của bào tử nấm..........................................................68
Bảng 3.8. Tốc độ nảy mầm của bào tử nấm.......................................................69
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đường kính của hệ sợi nấm ..................70
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của ẩm độ đến đường kính của hệ sợi nấm....................71

Bảng 3.11. Ảnh hưởng độ pH đến đường kính của hệ sợi nấm..........................73


7

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CFU

: Mật độ số khuẩn lạc (Colony Forming Units)

PCR

: Chạy phản ứng bằng kỹ thuật phân tử

PL

: Phú Lương

ĐH

: Đồng Hỷ

ĐT

: Đại Từ

PB

: Phú Bình

TN

: Thái Nguyên

VN

: Võ Nhai

1

: Rừng trồng Keo lai

2

: Rừng trồng Keo tai tượng

T

: Rừng trồng Thông

C

: Vị trí chân

S

: Vị trí sườn

Đ

: Vị trí đỉnh


8

MỞ ĐẦU
Để có được nhiều lương thực và các sản phẩm hàng hoá đáp ứng nhu cầu
tiêu dùng cho sự bùng nổ dân số, con người đã biến những sinh thái tự nhiên
thành những vùng đất phục vụ mục đích của mình. Kết quả là rừng, đất, cây cối
và những động vật bị phá huỷ nghiêm trọng. Ở nước ta, việc khai thác và sử
dụng tài nguyên rừng bừa bãi đã làm cho diện tích rừng suy giảm nghiêm trọng,
đặc biệt là giai đoạn 1990 – 1995, diện tích rừng nước ta chỉ còn khoảng hơn 9
triệu ha, nhiều diện tích đất trống đồi núi trọc xuất hiện kéo theo xói mòn và
thoái hoá đất. Trong những năm gần đây, Chính phủ đã đầu tư thực hiện nhiều
chương trình, dự án nhằm khôi phục diện tích rừng và phát triển sản xuất lâm
nghiệp như chương trình 327, dự án trồng mới 5 triệu hecta rừng… Diện tích
rừng trồng tăng cùng với nhu cầu sử dụng gỗ phục vụ cho công nghiệp nên việc
trồng rừng theo hướng quy mô lớn, thuần loài là nguyên nhân xuất hiện nhiều
loại sâu hại và bùng phát dịch. Sâu róm thông đuôi ngựa là loài sâu nguy hiểm
nhất đối với các loài thông ở nước ta, hàng năm chúng đã gây ra các trận dịch ở
nhiều nơi, ăn trụi hàng nghìn hecta rừng thông như ở Thanh Hoá, Nghệ An, Hà
Tĩnh, gần đây là các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang. Một số loài sâu hại Keo như Sâu
nâu, Sâu vạch xám thuộc họ Ngài đêm (Noctuidae) đã gây ra trận dịch từ tháng 4
đến tháng 10 các năm 1998, 1999, 2000 ở các lâm trường thuộc hai tỉnh Tuyên
Quang, Phú Thọ ăn hại trên 5000 ha rừng keo tai tượng. Sâu kèn nhỏ và Sâu
chùa thuộc họ Ngài túi (Psychidae) phát dịch vào năm 1999 ở khu vực đảo Suối
Hai, Ba Vì, Hà Tây (Đặng Kim Tuyến, 2008). [13]
Trong cuộc chiến với dịch bệnh dấu mốc đầu tiên đánh dấu sự thắng lợi
của con người đó là việc sản xuất ra thuốc hóa học. Thuốc bảo vệ thực vật có

9

nhiều ưu điểm nổi trội, tuy nhiên nó cũng có nhiều nhược điểm mà đặc biệt là
vấn đề ô nhiễm môi trường và gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Chính vì
thế các nhà khoa học đã nghiên cứu và áp dụng các biện pháp sinh học trong đó
có việc sử dụng các chế phẩm sản xuất từ vi nấm để phòng trừ sâu bệnh.
Nấm ký sinh côn trùng là một nhóm đặc biệt trong giới nấm, mặc dù cho
đến nay, một số loài nấm ký sinh côn trùng được biết đến như là tác nhân gây
bệnh và gây thiệt hại nghiêm trọng cho kỹ nghệ tằm tơ. Tuy nhiên có rất nhiều
loại nấm ký sinh côn trùng đã được ứng dụng trong y học, sản xuất các hoạt chất
sinh học và enzym, và đặc biệt là dùng làm tác nhân kiểm soát sinh học, sản xuất
thuốc trừ sâu sinh học diệt trừ các loài sâu bọ và Côn trùng gây hại trong Nông
Lâm nghiệp và trong đời sống mà không gây ô nhiễm môi trường và giữ được
cân bằng sinh thái. Ở nước ta, nhiều chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học đã được sử
dụng với hai chủng nấm được biết đến phổ biến là Beauveria và Metarhizium.
Tuy nhiên còn rất nhiều chủng nấm ký sinh khác và những hiểu biết về việc xuất
hiện tự nhiên của chúng trong đất rừng, đặc điểm ký sinh và vật chủ của chúng
còn nhiều hạn chế.
Để nắm được thành phần, tỷ lệ xuất hiện, đặc điểm ký sinh và ứng dụng
của nấm ký sinh côn trùng trong sản xuất, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu
thành phần nấm ký sinh côn trùng có trong đất một số loại rừng trồng tại tỉnh
Thái Nguyên”.


10

Chương 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.1.1. Nghiên cứu về thành phần, phân loại
Nấm học (Mycology) được khai sinh bởi nhà thực vật học người Ý tên là
Pier Antonio Micheli (1729) qua tài liệu công bố “giống cây lạ” (Nova
Plantarum Genera) nhưng theo Giáo sư Ekriksson Gunnan (1978) thì người có
công nghiên cứu sâu về nấm mốc lại là Elias Fries (1794 - 1874). Theo Elizabeth
Tootyll (1984) nấm mốc có khoảng 5.100 giống và 50.000 loài được mô tả, tuy
nhiên, ước tính có trên 100.000 đến 250.000 loài nấm hiện diện trên Trái đất.
Nhiều loài nấm mốc có khả năng ký sinh trên nhiều ký chủ như động vật, thực
vật, đặc biệt trên con người, cây trồng, vật nuôi, sản phẩm sau thu hoạch chưa
hoặc đã qua chế biến, bảo quản.[1][4]
Theo Gwynne-Vaughan và Barnes (1937) chia nấm thành 3 lớp chính:
Phycomycetes, Ascomycetes và Basidiomycetes dựa trên khuẩn ty có vách ngăn
ngang hay không và đặc điểm của bào tử. Theo Stevenson (1970) đã phân loại
nấm trong ngành Mycota gồm 6 lớp: Chytridiomycetes, Oomycetes,
Zygomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, và Deuteromycetes. [1]
Nấm ký sinh côn trùng là một nhóm đặc biệt trong giới nấm, được phát
hiện cách đây hơn 150 năm và hiện nay có khoảng hơn 700 loài đã được xác
định và mô tả (Kunimi, 2004).[19]


11

Nấm ký sinh côn trùng có mặt ở cả 4 lớp: Nấm bậc thấp Phycomycetes,
nấm túi Ascomycetes, nấm đảm Basidiomycetes và nấm bất toàn
Deuteromycetes.
Nấm ký sinh côn trùng thuộc lớp nấm bậc thấp Phycomycetes tập trung ở
3 bộ Chytridiales, Blastocladiales và Entomophthorales, bào tử của chúng phát
tán mạnh trong tự nhiên.
Lớp nấm túi Ascomycetes gồm bộ Laboulbeniales ngoại ký sinh côn trùng

và bộ Hypocreales gồm những giống quan trọng như Cordyceps, Aschersonia.
Lớp nấm đảm Basidiomycetes tập trung nhiều ở hai giống Septobasidium và
Uredinell. Các nấm ký sinh côn trùng thuộc lớp nấm bất toàn Deuteromycetes
phần lớn nằm trong bộ Moniliales gồm các giống: Beauveria, Metarhizium,
Paecilomycetes,

Cephalosporium,

Verticillium,

Aspergillus,

Penicillium,

Sorosporell. Những giống nấm này đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu
và ứng dụng, chúng thường tạo thành hệ sợi dày trên bề mặt của ký chủ; bào tử
hình thành trên bề mặt hệ sợi và không phát tán mạnh.
Nấm gây bệnh cho côn trùng và nhện nhỏ hại cây được quan tâm nghiên
cứu nhiều gồm các chi nấm bạch cương Beauveria, lục cương Metarhizium, nấm
bột Nomuraea. Một số loài điển hình bao gồm Beauveria bassiana (Bals) Vuill;
B. brongniartii Sacc. (B. tenella);

Metarhizium anisopliae (Metchnikoff)

Sorokin ; M. flavoviride Gams; Nomuraea rileyi; Cephalosporium sp; Hirsutella
sp.. Hai loài nấm được nghiên cứu và sản xuất chế phẩm sử dụng nhiều nhất
hiện nay là Beauveria bassiana (Bals) Vuill và Metarhizium anisopliae
(Metchnikoff) Sorokin.[2] [9]

12

Nấm Beauveria bassiana sinh ra những bào tử đơn bào, không màu, hình
cầu hoặc hình trứng, đường kính từ 1 – 4 µm. Sợi nấm có đường nằm ngang,
đường kính 3 – 5 µm, phát triển mạnh trên môi trường nhân tạo hoặc trên cơ thể
côn trùng. Chúng mang nhiều giá sinh bào tử, phồng to ở phía dưới với kích
thước 3 – 5 x 3 – 6 µm. Các giá của bào tử trần thường tạo thành các nhánh ở
phần ngọn hoặc trực tiếp tạo thành nhánh của giá, phần ngọn của bào tử có dạng
cuống ziczac không đều. Theo R.L Hamill (1969) nấm này tiết độc tố diệt côn
trùng có công thức nguyên là C45H57O9N3 được đặt tên là beauvericin, đây là
một loại depxipeptit vòng có điểm sôi 93 – 940C. Trong tự nhiên khi bào tử nấm
Beauveria bassiana rơi vào cơ thể côn trùng gặp điều kiện thuận lợi chỉ sau 12 –
24 giờ thì bào tử nấm nảy mầm. Chúng hình thành sợi đâm xuyên qua lớp vỏ
kitin sau đó phát triển bên trong cơ thể côn trùng, tiết độc tố làm phá hủy ngay cả
tế bào bạch huyết, gây chết cho sâu; sợi nấm phát triển rất nhiều trong cơ thể côn
trùng sau đó chui ra ngoài tạo nên một lớp bào tử phủ trên thân sâu.[3][18][23]
Năm 1954, Macleod phân nấm Bạch cương thành 2 loài chính là
Beauveria bassiana và B. tenella. Năm 1975, Hook lại công bố hai loài nấm
bạch cương không có tác dụng phòng trừ sâu là B. alba và B. vermiconi. Sau đó
Carmichae (1980) và Samson (1982) lại công bố thêm ba loài mới là B. felina, B.
velata và B. amorpha.[9][25]
Năm 1878, Elie Metchnikoff nghiên cứu bọ hung hại lúa mì Anisoplia
austriaca đã quan sát được một bệnh nấm của loài sâu hại này. Ông đặt tên cho
loại nấm này là Entomophthora anisopliae (nay là Metarhizium anisopliae).
Sợi nấm và bào tử nấm Metarhizium anisopliae lúc đầu có màu trắng sau
chuyển sang xanh, cuống sinh bào tử ngắn, bào tử trần hình cổ chai hình trụ hoặc


13

hình hạt đậu. Kích thước bào tử khoảng 3,5 – 6,4 µm, đứng riêng rẽ hoặc xếp
thành từng chuỗi. Y.Kodairo (1961 - 1962) đã tách được 2 chất độc của nấm này
là destruxin A có công thức nguyên C29H47O7N5, điểm sôi 1880C và destruxin
B công thức nguyên là C30H51O7N5 có điểm sôi 2340C. [20] [22] [27]
Nấm tựa mốc xanh Paecilomyces Bainier được phân lập trên thân côn
trùng ngủ nghỉ trong đất, khuẩn lạc dạng thảm nhung, dạng bó sợi, màu trắng,
hồng nhạt, nâu vàng, nâu xám và lục nhạt. Năm 1981, Liang đã phân lập được
các

loài

Paecilomyces

cateniobliquus,

Paecilomyces

cateniannulatus,

Paecilomyces tenuipes, Paecilomyces farinosus.
Năm 1983, Riley phát hiện một loài nấm ký sinh côn trùng họ Ngài đêm ở
Bắc Mỹ đặt tên là Botrytis rileyi và Spicaria rileyi. Ở châu Á cũng tìm ra nấm ký
sinh trên sâu họ Ngài đêm là Botrytis prasina và Spicaria prasina. Năm 1903,
Maublane cho rằng chúng không giống hai chi trên và Nomura đặt tên mới là
Nomuraea. Ông chia hai loài trong chi này là N. rileyi có khuẩn lạc màu xanh,
cuống bào tử mộc đơn, bào tử hình bầu dục dài hoặc hình ống và loài N. alypicota
có cuống bào tử đa bào, có khuẩn lạc màu tím, bào tử hình ống hơi cong.
Mặc dù cho đến nay, một số loài nấm ký sinh côn trùng được biết đến như
là tác nhân gây bệnh và gây thiệt hại nghiêm trọng cho kỹ nghệ tằm tơ, nhưng
cũng có rất nhiều loại nấm ký sinh côn trùng đã được ứng dụng trong Đông y,

sản xuất thuốc trị bệnh và các chất bổ dưỡng cho cơ thể con người có giá trị rất
cao như nấm Đông trùng - Hạ thảo. Dựa trên đặc điểm hình thái cũng như đặc
điểm về cấu trúc phân tử, các loài nấm này bao gồm các chi chủ yếu là:
Cordyceps, Elaphocordyceps, Metacordyceps và Ophiocordyceps. Chi nấm
Cordyceps đã được thu mẫu và định loại trên 400 loài ở các vùng khác nhau trên


14

toàn thế giới, trong đó loài nấm Cordyceps sinensis, Cordyceps militaris và một
số loài khác được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn cả về phân loại, thành phần
hóa học và giá trị dược liệu (Gi-Ho Sung et al. 2007)[26].
1.1.2. Nghiên cứu về ứng dụng
Việc nghiên cứu ứng dụng nấm ký sinh côn trùng đã được tiến hành ở
nhiều nước trên thế giới từ hơn 100 năm nay. Trong lĩnh vực bảo vệ thực vật,
người ta đã dùng nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ dịch hại do côn trùng gây
ra đặc biệt là nhóm côn trùng thuộc bộ Lepidoptera và Coleoptera.
Một số chủng nấm đã được ứng dụng để sản xuất các hoạt chất sinh học và
enzym, và đặc biệt là dùng làm tác nhân kiểm soát sinh học, sản xuất thuốc trừ
sâu sinh học diệt trừ các loài sâu bọ và Côn trùng gây hại trong Nông nghiệp và
trong đời sống mà không gây ô nhiễm môi trường và giữ được cân bằng sinh
thái. Nấm ký sinh xâm nhập vào côn trùng không qua đường miệng mà nhờ sự
tiếp xúc qua da. Bào tử nấm sau khi nảy mầm thành ống mầm nhờ tác dụng của
enzyme và áp lực cơ giới xuyên qua da côn trùng. Các loài có da mỏng, mềm
nấm có thể xâm nhập trực tiếp; một số loài có da dầy, nấm có thể xâm nhập qua
khớp nối giữa các đốt; các lỗ thở cũng là nơi sợi nấm có thể xâm nhập. Nấm sinh
trưởng nhanh, bào tử có thể tồn tại lâu dài trong tự nhiên mà hoạt tính hầu như
không thay đổi.
Năm 1874, Pasteur đã đưa ra ý kiến để trừ rệp rễ nho Phylloxera vitifoliae
(Fitch) thử sử dụng nguyên sinh động vật gây bệnh ở ong mật hoặc một loài nấm

ký sinh côn trùng nào đó. Theo Steinhaus (1956), Le Conte từ năm 1874 đã bàn
luận việc sản xuất và tung nguồn vật gây bệnh để lây lan bệnh cho côn trùng.
Đây là một đề xuất đầu tiên về sử dụng vi sinh vật gây bệnh để phòng trừ sâu hại


15

có cơ sở chắc chắn và cụ thể (dẫn theo P.V.Lầm 1995). Năm 1879, Hagen đã đề
xuất dùng “men bia” phun lên côn trùng với mục đích gây bệnh cho côn trùng
hại. Cũng trong năm đó Comstock, Riley đã thử biện pháp này trên đồng ruộng
nhưng không hiệu quả vì men bia không phải là vi sinh vật gây bệnh cho côn
trùng. Mặc dù ý định và việc thực hiện nhưng những tác giả này là những người
rất quan tâm đến sử dụng vi sinh vật trong phòng trừ sâu hại.[2] [6]
Năm 1879, Metchnikoff tiến hành nghiên cứu lây nhiễm loại nấm
Metarhizium anisopliae lên bọ hung hại lúa mì và vòi voi hại củ cải đường
Cleonus punctiventris (Germ.), các thí nghiệm này cho kết quả tốt. Metchnikoff
phát hiện các loài côn trùng khác cũng mẫn cảm với loại nấm gây bệnh này. Ông
bắt đầu sản xuất nấm M. anisopliae để trừ côn trùng hại. Dựa trên kết quả thực
nghiệm đã đạt được, Metchnikoff và Krassilstschik đã tiến hành xây dựng một
số cơ sở sản xuất chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae. Năm 1884, một số nhà
máy đã sản xuất nấm này và thu được hiệu quả phòng trừ rõ rệt.[1],[10]
Từ năm 1835, Agostino Bassi đã thử nghiệm nấm Bạch cương (Beauveria
bassiana Vuill) gây bệnh cho côn trùng. Năm 1888, ở Hoa Kỳ đã nghiên cứu
dùng nấm Beauveria globulifera để trừ bọ xít lúa mì Blissus leucopterus. Nấm
được sản xuất với số lượng lớn, đóng thành từng gói nhỏ; trong các năm 1891 –
1892, hơn 50.000 gói chế phẩm đã được phát cho các trang trại để rải lên đồng
lúa mì. Hiệu quả của nấm đối với bọ xít hại lúa mì không giống nhau và các chủ
trại không thích sử dụng biện pháp này. Những năm cuối thế kỷ IXX, nhiều nhà
khoa học Châu Âu được Metchnikoff cổ vũ đã sản xuất và sử dụng nấm
Beauveria sp. để phòng trừ các loài sâu như Ngài độc Portheria monacha, Bọ

hung Melolontha sp., Ong ăn lá Diprion hercyniae… Audonin (1939) đã dùng
nấm bạch cương phòng trừ nhiều loài sâu hại. Đây là một loại nấm phổ biến ở


16

trong đất và thực vật; có thể ký sinh trên 700 loài thuộc 149 họ, 15 bộ côn trùng,
hơn 10 loài nhện.[20][23]
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tiến hành phân lập và tách biệt
nấm ký sinh côn trùng. Zimmermann (1986) đề xuất phương pháp dùng côn
trùng làm mồi nhử để tách nấm ký sinh côn trùng từ đất.[28]
Goettel & Inglis (1997) đã cung cấp một danh sách các chọn lựa thích hợp
các vật trung gian để tách biệt Beauveria và Metarhizium từ môi trường đất. Các
nhà nghiên cứu cũng sử dụng phương pháp PCR (Polymerase Chain Reaction)
để nghiên cứu đặc điểm sinh thái của các chủng nấm ký sinh.[21]
Các loài nấm ký sinh côn trùng đã được nghiên cứu và sản xuất ra các chế
phẩm sinh học phòng trừ sâu hại. Ở Trung Quốc, 2 triệu hécta hàng năm được
phun BB để ngăn ngừa các loại côn trùng từ rừng. Từ năm 1993, sáu loại
loại thuốc trừ sâu sinh học mới trở nên phổ biến ở Bắc Mĩ và châu Âu.
Công nghệ lên men rẻ tiền được sử dụng để sản xuất nấm hàng loạt. Bào tử nấm
được thu hoạch và đóng gói để có thể sử dụng trên các cánh đồng có sâu
bọ.[8][10]
Tại Malaysia, nấm xanh Metarhizium anisopliae đã được nghiên cứu để
phòng trừ mối đất đạt hiệu quả 64,75% sau 14 ngày. Tại Philippines, đã nghiên
cứu sử dụng nấm xanh để diệt rầy nâu hại lúa đạt hiệu lực 60% sau 10 ngày. Tại
Úc, năm 1991 Milner đã nghiên cứu nấm Metarhizium anisopliae để phòng trừ
bọ hung hại mía đạt hiệu quả 68%. Tại Nhật Bản, năm 1988 một số nhà khoa
học đã sử dụng nấm xanh để phòng trừ dòi hại rễ củ cải đạt hiệu quả trên 70%,
sau 10 ngày (Phạm Thị Thùy, 2004).[14]

17

Như vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng nấm ký sinh côn trùng đã có lịch
sử phát triển hàng trăm năm và có ý nghĩa lớn trong công tác phòng trừ sâu hại.
Tuy nhiên, các loài nấm ký sinh trong tự nhiên rất đa dạng nên các tài liệu cũng
như các nghiên cứu về vấn đề này còn rất phong phú.
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
1.2.1. Nghiên cứu về thành phần, phân loại
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới và là một trong những Quốc gia có nguồn
tài nguyên Sinh học được xếp vào loại đa dạng và phong phú nhất trên Thế giới.
Tuy nhiên, các nghiên cứu về đa dạng và sự phân bố của các loài nấm ký sinh
côn trùng chỉ mới đang ở giai đoạn “khởi động”.
Từ giữa thập niên 1970, trường Đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu nấm
Beauveria bassiana để phòng trừ sâu róm thông Dendrolimus punctatus.
Đầu những năm 1990, Viện Bảo vệ Thực vật và Đại học Lâm nghiệp tiến
hành nghiên cứu, thu thập, tuyển chọn, nhân và bảo quản các chủng nấm ký sinh
côn trùng để sản xuất thuốc trừ sâu. Trong các loài côn trùng hại lúa, ngô, mía,
thông… đã có 31 loài được ghi nhận bị nấm Beauveria bassiana tấn công và trên
40 loài bị M. anisopliae tấn công. Các loài bị nấm B. bassiana như: Sâu khoang
Spodoptera litura; Sâu keo da láng Spodoptera exgua; Sâu xanh bông
Helicoverpa armigera; Sâu xanh thuốc lá Helicoverpa assulta; Sâu xanh bướm
trắng Pieris rapae; Sâu tơ Plutella xylostella; Sâu đục thân ngô Ostrinia
nubilalis; Sâu đục quả đậu Etiella sp; Sâu róm thông Dendrolimus punctatus; Bọ
xít hôi Leptinotasa acuta; Rầy nâu Nilaparvata lugens; Sâu cắn gié Leucania
separata; Bọ xít đen Scotinophora lurida; Bọ xít xanh Neraza viridula; Bọ hà
khoai lang Cylas formicarius; Sâu đo xanh Anomis flava; Câu cấu Hypomesces


18

squamosus; Châu chấu Locusta sp.; Châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis;
Châu chấu lưng vàng Pantaga sucincta; Bọ Hại dừa Brontispa longissima; Sâu
kèn hại keo tai tượng Amasstisa sp; Sâu đo hại quế Culculla paterianria; Sâu
xanh ăn lá bồ đề Fentonia sp; Rệp Aphis sp; Mối đất Coptotermes sp….
Các loài côn trùng bị nấm M. anisopliae tấn công như: Châu chấu sống
lưng vàng Patanga sucincta; Châu chấu mía Hieroglyphus banian; Châu chấu mía
Hieroglyphus tonkinensis; Châu chấu lúa Oxya chinensis; Châu chấu lúa Oxya
dominuta; Châu chấu Locusta sp.; Bọ hại dừa Brontispa sp.; Bọ hại dừa Brontispa
longissima; Mối đất Coptotermes sp.; Mối đất Coptotermes squamosus; Sâu kèn
hại keo tai tượng Amasstisa sp; Sâu đo hại quế Culculla paterianria; Sâu xanh
thuốc lá Helicoverpa assulta; Sâu xanh bông Helicoverpa armigera; Sâu xanh
bướm trắng Pieris rapae; Sâu khoang Spodoptera litura; Sâu đục quả đậu Maruca
testulalis; Sâu đục thân ngô Pyrausta nubilalis; Sâu ăn lá đậu Etiella sp; Bọ xít
hôi Leptinotasa acuta; Sâu xanh ăn lá bồ đề Fentonia sp.; Sâu róm thông
Dendrolimus punctatus; Sâu róm quế Malacosoma dentate; Sâu đục cành quế
Arbela bailbarana; Bọ hung nâu Exolontha sp; Bọ hung nâu nhỏ Maladera
orientalis; Xén tóc Bacchisa atritaric; Bọ xít vải Tessaratoma papillosa….[3]
Qua nghiên cứu của các tác giả có thể thấy thành phần các chủng nấm ký
sinh côn trùng ở nước ta khá phong phú, đa dạng; cần có những nghiên cứu về
tuyển chọn và nhân nuôi sinh khối để có thể ứng dụng vào thực tiễn phòng trừ
sâu hại trong sản xuất nông lâm nghiệp.
1.2.2. Nghiên cứu về ứng dụng
Từ đầu những năm 1990, các chủng nấm B. bassiana, M. anisopliae và M.
flavoviride được nghiên cứu ở Viện Bảo vệ Thực vật. Chế phẩm sinh học từ các


19

nấm này được sản xuất ở dạng thô (hỗn hợp môi trường và bào tử nấm) của nấm

Beauveria và Metarhizium, tương ứng chứa 5x108 và 5,8x108 bào tử/g. Trong
phòng thí nghiệm, hiệu lực của nấm Beauveria đối với rầy nâu N. lugens và sâu đo
xanh A. flava tương ứng là 30,3 - 44,4% và 59,7 - 78,1% ở ngày thứ 7 - 10 sau xử
lý. Tỷ lệ này của nấm Metarhizium tương ứng là 23,6 - 46,1% và 58,7 - 88,5%.
Trong điều kiện đồng ruộng, ở ngày thứ 7 – 10 sau khi phun chế phẩm, hiệu quả
của Beauveria đối với rầy nâu và sâu đo xanh đạt 16,3 - 69,9% và 66,4 - 86,4%.
Đối với Metarhizium, hiệu quả tương ứng là 15,9 - 79,5% và 73,3 - 79,5%.[12][15]
Tác giả Phạm Thị Thùy đã tiến hành nghiên cứu khảo nghiệm nấm
Beauveria bassiana Vuill và Metarhizium anisopliae Sorokin để phòng trừ rầy
nâu hại lúa từ 1991 đến 1995.[14]
Ở Hưng Yên, năm 1993 đã sử dụng nấm xanh để phòng trừ sâu đo chỉ sau
7 – 10 ngày hiệu quả khoảng 70 – 89%. Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm nấm
Metarhizium anisopliae và M. flavoviridae trừ châu chấu hại ngô, mía ở Bà Rịa
Vũng Tàu trong 2 mùa mưa 1994, 1995 của tác giả Phạm Thị Thuỳ và các cộng
sự cho kết quả trừ châu chấu đạt 39,9 - 66,2% và 60,1 - 72,0% tương ứng ở ngày
thứ 13 và 20 [12].
Tại Tiền Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu đã sử dụng Metarhizium anisopliae
để phòng trừ rầy nâu, bọ xít, sâu cắn gié bọ cánh cứng hại dừa đạt hiệu quả
cao.[13]
Trong thời gian từ tháng 6 đến tháng 12 năm 2002, nhóm nghiên cứu của
bộ môn Bảo vệ thực vật thuộc Khoa Nông học – trường Đại học Nông Lâm
Thành phố Hồ Chí Minh đã tiến hành điều tra thành phấn nấm ký sinh trên côn
trùng gây hại ở cây trồng: lúa, khoai lang, cây ăn quả, cây cảnh tại một số vùng


20

ngoại thành thành phố và một số tỉnh lân cận. Kết quả đã thu được 8 loại nấm ký
sinh trên một số đối tượng sâu hại cây trồng khác nhau trong đó có hai loại nấm
Metarhizium và Beauveria hiện diện rất phổ biến.[11]

Tại Cần Thơ, từ năm 2005-2007 đã sử dụng nấm Metarhizium anisopliae
để phòng trị sâu ăn tạp, rầy mềm đạt hiệu quả khá cao trên 70% sau 7-12 ngày
(Trần Văn Hai, 2006). [7]
Cuối năm 2006, nhóm nghiên cứu ở trường đại học Nông Lâm Thành phố
Hồ Chí Minh đã công bố nghiên cứu thành công việc xác định gene gây độc của
nấm Metarhizium ký sinh trên sâu hại cây trồng bằng kỹ thuật PCR. Từ những
mẫu côn trùng bị nấm ký sinh trên cây lúa, rau, cây ăn trái thu thập được ở
Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bến Tre, Tiền Giang… nhóm nghiên cứu
đã phân lập và tách được 8 chủng nấm ký sinh và chọn lọc được chủng nấm
Metarhizium có tính độc cao, có hoạt tính trừ sâu cao và ổn định. Điều quan
trọng là nó có khả năng sản xuất ra một loại thuốc trừ sâu sinh học mới, không
gây hại cho môi trường tự nhiên và sức khỏe con người.
Đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm nấm Metarhizium
anisopliae (Metchnikoff) Sorokin để ứng dụng phòng trừ sâu hại cây trồng” của
tác giả Lê Thùy Quyên và Phạm Thị Thùy năm 2006 đã cho ra đời chế phẩm
nấm Metarhizium diệt trừ được các loại sâu xanh bướm trắng, sâu khoang ăn lá
và đặc biệt là khả năng tiêu diệt được một số loại côn trùng hại cây sống trong
đất như bọ hung, mối đất... Ứng dụng thực tế của nấm Metarhizium để tiêu diệt
bọ hung đen ăn mía; mối đất ăn thông trắng, bồ đề, hại cây điều, cây ăn quả; sâu
xanh bướm trắng ăn su hào, bắp cải; sâu khoang hại cà chua... cho kết quả diệt
trừ sâu bệnh hơn 70%. [17]


21

Sau gần 8 năm nghiên cứu, năm 2008, từ chủng “nấm xanh” và “nấm
trắng”, Tiến sĩ Nguyễn Thị Lộc đã cho ra đời hai chế phẩm sinh học là Ometar
(nấm xanh) và Biovip (nấm trắng) ứng dụng rộng rãi trừ sâu, rầy hại lúa tại Cần
Thơ, An Giang, Sóc Trăng, Trà Vinh, Tiền Giang… Ruộng lúa sử dụng chế
phẩm này trừ rầy nâu có hiệu quả kinh tế cao, có lợi cho nông dân từ 1.350.000 –

1.650.000 đồng. Chế phẩm có hiệu lực bền lâu, thuốc có tác dụng lây lan mầm
bệnh từ con rầy đã chết sang con rầy non mới nở trong một vụ lúa, nên chỉ phun
một lần có thể duy trì hiệu quả trừ rầy cho suốt vụ. Ở giai đoạn lúa ngậm sữa có
thể phun chế phẩm Ometar một lần để trừ bọ xít nếu lúa bị bọ xít tấn công. Chế
phẩm Ometar còn được ứng dụng để trừ bọ cánh cứng hại dừa.
Trên các cánh đồng bị rầy nâu, phun chế phẩm Ometar một lần vào 40
ngày sau sạ, rầy nâu giảm dần và mật độ rất thấp vào cuối vụ. Chế phẩm nấm
xanh Ometar có hiệu lực rất cao đối với rầy nâu, sau khi phun từ 5 – 7 ngày, hiệu
lực diệt trừ rầy nâu đạt 73,5 – 91,5% và hiệu lực trừ bọ xít hại lúa là 73 – 88%.
Chế phẩm nấm trắng Biovip cũng có hiệu lực rất cao với rầy nâu, kết quả
diệt rầy sau 5 – 7 ngày là 65 – 87%, hiệu lực trừ bọ xít 69 – 85%. Cả hai chế
phẩm có hiệu lực bền lâu và kéo dài hàng tháng sau khi phun nên trong một vụ
lúa, nếu bị rầy nâu, bọ xít phá hại thì chỉ cần phun 1 – 2 lần là đủ do các bào tử
nấm xanh và nấm trắng có khả năng lây lan từ lứa rầy này sang lứa rầy sau. [17]
Trong lĩnh vực Lâm nghiệp, nấm gây bệnh côn trùng Beauveria bassiana
đã được sử dụng trong phòng trừ sâu róm hại thông ở Hà Bắc, Thanh Hóa. Ở
Nghệ An, chế phẩm Bôvêrin cũng được sử dụng trong phòng trừ sâu róm hại
thông.[5]


22

Tuy nhiên đa số những nghiên cứu mới chỉ dừng lại trong việc nghiên cứu
và áp dụng trong phòng trừ côn trùng gây hại với các loại nấm ký sinh phổ biến
như Beauveria, Metarhizium. Trong lâm nghiệp ít có các nghiên cứu về vấn đề
này, chủ yếu là áp dụng các chế phẩm trong phòng trừ bệnh. Đặc biệt việc
nghiên cứu sự tồn tại của các loài nấm ký sinh côn trùng phân bố trong tự nhiên
và tính đa dạng về thành phần loài và tính đa dạng về loài vật chủ ký sinh còn ít.
Những nghiên cứu về các vấn đề sẽ có ý nghĩa lớn trong việc áp dụng quản lý dịch
hại tổng hợp và đáp ứng các yêu cầu trong phát triển rừng bền vững hiện nay.

1.3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu
1.3.1. Điều kiện tự nhiên
1.3.1.1. Vị trí địa lý
Thái Nguyên là tỉnh thuộc vùng miền núi phía Bắc, cách thủ đô Hà Nội
80,4 km về phía Bắc, có toạ độ địa lý như sau:
- Từ 20020' đến 22003' vĩ tuyến Bắc;
- Từ 105028' đến 106014' kinh tuyến Ðông.
Về mặt địa giới hành chính, Thái Nguyên giáp các tỉnh sau:
- Phía Bắc tiếp giáp tỉnh Bắc Kạn;
- Phía Tây giáp các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang;
- Phía Đông giáp các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang;
- Phía Nam tiếp giáp với thủ đô Hà Nội;


23

Tổng diện tích tự nhiên là 3.541 km². Thái Nguyên được coi là trung tâm
chính trị, kinh tế của khu Việt Bắc nói riêng, của vùng trung du miền núi Đông
Bắc nói chung, là cửa ngõ giao lưu kinh tế xã hội giữa vùng trung du miền núi
với vùng đồng bằng Bắc bộ.
1.3.1.2. Ðịa hình, địa thế
Mặc dù là một tỉnh trung du miền núi nhưng địa hình tỉnh Thái Nguyên lại
không phức tạp lắm so với các tỉnh trung du, miền núi khác. Đây là một thuận lợi
của tỉnh cho việc canh tác nông, lâm nghiệp và phát triển kinh tế - xã hội nói
chung so với các tỉnh trung du miền núi khác.
Diện tích vùng núi chiếm khoảng 90,73%; diện tích vùng trung du chiếm
9,27%. Ðịa hình chủ yếu là đồi núi thấp. Thái Nguyên có nhiều dãy núi cao chạy
theo hướng Bắc Nam và thấp dần xuống phía Nam. Cấu trúc vùng núi phía Bắc
chủ yếu là đá phong hóa mạnh, tạo thành khá nhiều hang động và thung lũng
nhỏ. Phía Tây Nam có dãy Tam Đảo (với đỉnh cao nhất là 1.590 m), các vách núi

dựng đứng và kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Ngoài ra, dãy núi Ngân
Sơn bắt đầu từ Bắc Kạn chạy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam đến Võ Nhai và
dãy núi Bắc Sơn chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Cả ba dãy núi Tam Đảo,
Ngân Sơn và Bắc Sơn đều là những dãy núi cao che chắn gió mùa Đông Bắc.
1.3.1.3. Khí hậu, thuỷ văn
Về đặc điểm khí hậu
Theo số liệu hàng năm của Trung tâm Khí tượng thủy văn tỉnh Thái
Nguyên, nhiệt độ trung bình hàng năm trên địa bàn tỉnh là 22,50C - 23,20C, biên


24

độ nhiệt độ ngày và đêm khá cao từ 7,0 - 7,30C. Nhiệt độ trung bình tối đa là
370C (tháng 7, 8), cao tuyệt đối là 40,30C, trung bình tối thấp là 70C (tháng 1).
Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất tập trung vào các tháng 6, 7, 8, nhiệt độ tháng
thấp nhất từ tháng 12 đến tháng 1, tháng 2 năm sau. Điều đáng lưu ý là nhiệt độ
trung bình hàng năm ở phía Bắc và phía Nam của tỉnh chỉ chênh nhau khoảng
0,50 - 1,00C, song nhiệt độ thấp tuyệt đối trong mùa đông chênh lệch nhau khá
nhiều (ở Định Hóa là 0,40C còn ở thành phố Thái Nguyên là 30C). Tổng số giờ
nắng trong năm dao động từ 1.300 đến 1.750 giờ và phân phối tương đối đều cho
các tháng trong năm.
Mùa đông thường chia thành 3 vùng rõ rệt: Vùng lạnh nhiều (nằm ở huyện
Võ Nhai); vùng lạnh vừa (gồm các huyện Định Hóa, Phú Lương và phía nam
huyện Võ Nhai); vùng ấm (gồm các huyện Đại Từ, thành phố Thái Nguyên,
Đồng Hỷ, Phú Bình, Phổ Yên và thị xã Sông Công).
Lượng mưa trung bình hàng năm đạt khoảng 2.000 - 2.500 mm (cao nhất
vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1). Mưa thường tập trung từ tháng 5 đến
tháng 10, lượng mưa trong thời gian này đạt 1.471 mm ở Định Hóa và 1.726 mm
ở thành phố Thái Nguyên, chiếm khoảng 85 - 87% tổng lượng mưa cả năm.
Theo số liệu thống kê theo dõi của Trạm khí tượng thủy văn tỉnh Thái Nguyên,

riêng lượng mưa tháng 8 chiếm gần 30% tổng mưa cả năm nên thường gây ra lũ
lụt. Vào mùa khô, lượng mưa trong tháng chỉ bằng 0,5% lượng mưa cả năm.
Tần suất sương muối thường xảy ra vào cuối tháng 12 và tháng 1 hàng
năm. Khu vực thường hay xuất hiện thời tiết sương muối là Võ Nhai, Phú Bình.
Độ ẩm không khí trung bình từ 80 - 85%.


25

Về chế độ thủy văn
Thái Nguyên có hai sông chính chảy qua là sông Công và sông Cầu. Hai
sông này là nguồn cấp nước chính cho nền kinh tế, dân sinh của tỉnh.
Sông Công có lưu vực 951 km2, bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá huyện Định
Hoá, chạy dọc theo chân núi Tam Đảo. Dòng sông đã được ngăn lại ở Đại Từ, tạo
thành Hồ Núi Cốc có mặt nước rộng khoảng 25 km2. Hồ này chứa được 175 triệu
m3 nước, chủ động tưới tiêu cho 12.000 ha lúa 2 vụ, hoa màu, cây công nghiệp và
cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Thái Nguyên và thị xã Sông Công.
Sông Cầu nằm trong hệ thống sông Thái Bình, có lưu vực 3.480 km2, bắt
nguồn từ Chợ Đồn chảy theo hướng Bắc - Đông Nam. Lưu lượng nước mùa mưa
là 3500 m3/s, mùa kiệt là 7,5 m3/s. Trên sông này có hệ thống thuỷ nông sông
Cầu (trong đó có đập dâng thác Huống) tưới cho 24.000 ha lúa 2 vụ của huyện
Phú Bình (Thái Nguyên) và Hiệp Hoà, Tân Yên (Bắc Giang).
Mùa lũ trên các sông trong tỉnh bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào cuối
tháng 10, đầu tháng 11, tỷ lệ xuất hiện lũ nhiều vào các tháng 6 - 9. Số trận lũ
trung bình/năm từ 1,5 - 2,0 trận, năm nhiều có tới 4 trận lũ. Mùa khô bắt đầu vào
tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 4. Lượng nước trên sông trong các tháng này
bình quân mỗi tháng chỉ bằng 0,5 - 2,0% tổng lượng nước trên sông cả năm. Do
lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm nên vào những tháng
mùa cạn nước trên sông suối thường không đáp ứng được cho nhu cầu dùng
nước cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân.

1.3.1.4. Địa chất, thổ nhưỡng
Theo tài liệu thổ nhưỡng và kết quả điều tra bổ sung những năm gần đây cho thấy
tỉnh Thái Nguyên có nhiều loại đất khác nhau được hình thành bởi quá trình feralit.